一種浮力演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種浮力演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]物理課程教學(xué)中，浮力現(xiàn)象是物理課程的重點(diǎn)內(nèi)容，液體浮力產(chǎn)生的原因以及影響浮力的因素，并在此基礎(chǔ)上反應(yīng)的浮力計(jì)算公式都是教學(xué)的難點(diǎn)。浮力大小與物體所排開液體的體積及液體的密度相關(guān)，無(wú)物體所在的深度是無(wú)關(guān)的，液體密度不變時(shí)，物體排開液體的體積越大，浮力越大；當(dāng)物體排開的液體體積不變時(shí)，液體密度越大，浮力越大；當(dāng)液體密度和排開液體體積的乘積越大，浮力越大。上述的知識(shí)點(diǎn)需要一個(gè)比較簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)儀器得以反應(yīng)，是現(xiàn)有教師迫切需要解決的問題。
[0003]現(xiàn)有的浮力演示，普遍采用水池及類似空心浮力球的裝置，通過對(duì)空心浮力球注水并出氣，實(shí)現(xiàn)空心浮力球在水池中的位置，這方面的應(yīng)用有公開號(hào)為202996135U和203759945U的中國(guó)專利所公開。這種實(shí)驗(yàn)儀最大的缺點(diǎn)就在于不能量化影響浮力的參數(shù)值，以至于浮力大小不能在實(shí)驗(yàn)中被測(cè)量并驗(yàn)證。只是通過可視的浮動(dòng)解釋浮力的大小，教學(xué)效果差【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，設(shè)計(jì)一種能夠量化并驗(yàn)證浮力值的浮力演示儀。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種浮力演示儀，包括底座、安裝在底座上的支架，支架上連接有平衡臂，平衡臂中間位置安裝有與平衡臂垂直的指針，指針指向支架上的標(biāo)尺；平衡臂的兩端對(duì)稱位置分別安裝有托盤架，托盤架以平衡臂為中心對(duì)稱軸的兩端有秤盤架，秤盤架上有秤盤；其中一個(gè)秤盤下方有浸水槽，浸水槽下方有集水槽；平衡臂上安裝有刻度尺，刻度尺上有游碼。使用時(shí)，當(dāng)浸水盤上方的秤盤放置已知重量的重物，該秤盤浸入盛滿水的浸水盤中直至穩(wěn)定，浸水盤中的水溢出到下方的集水盤中，再平衡臂的另一側(cè)秤盤上添置砝碼，直到浸水盤中的秤盤剛好脫離水面后，將集水盤中的水倒入與添置砝碼的秤盤所在托盤架上的另一個(gè)秤盤中，可以觀察到指針指向支架上的標(biāo)尺的中心，實(shí)現(xiàn)平衡臂的平衡，驗(yàn)證了浮力公式的參數(shù)和大小以及浮力的方向是與重力反方向的特征。
[0006]作為一種優(yōu)選，秤盤架是圓環(huán)架，秤盤架上的秤盤的盤口有直徑大于圓環(huán)架的支撐圈。該設(shè)計(jì)的好處是，實(shí)現(xiàn)秤盤與秤盤架的快速分離，且秤盤底部無(wú)其他影響浮力的支撐物體
[0007]作為一種優(yōu)選，浸水槽和集水槽都有水量刻度線。該設(shè)計(jì)能夠更加方便的讀取水的體積及相應(yīng)的重量。
[0008]作為一種優(yōu)選，平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿，所述的拉桿深入所述的底座中，并通過拉條連接在一起。該設(shè)計(jì)更好的實(shí)現(xiàn)天平的平衡狀態(tài)。
[0009]作為一種優(yōu)選，平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿上有制動(dòng)旋鈕，用于限制托盤架的下降位移。該設(shè)計(jì)更好的保證了托盤架下降的位移不會(huì)大于浸水盤的深度，保證實(shí)驗(yàn)效果的穩(wěn)定性。
[0010]作為一種優(yōu)選，平衡臂的一端安裝有平衡調(diào)節(jié)螺母。
[0011]綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]利用傳統(tǒng)天平稱量物品的功能，將浮力演示應(yīng)用其中，對(duì)天平做出了本領(lǐng)域技術(shù)人易想不到的變化:在平衡臂的兩端各安置兩個(gè)秤盤，通過秤盤、浸水盤、集水盤的共同使用下，通過已知重物重量=將重物脫離水面的砝碼重量+集水盤中溢出水重量的再平衡實(shí)驗(yàn)原理，驗(yàn)證了浮力公式的參數(shù)和大小以及浮力的方向是與重力反方向的特征，教學(xué)效果清晰明了。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示:一種浮力演示儀，包括底座1、安裝在底座I上的支架2，支架2上連接有平衡臂3，平衡臂3中間位置安裝有與平衡臂3垂直的指針7，指針7指向支架2上的標(biāo)尺6 ;當(dāng)指針7指向標(biāo)尺6的中心位置時(shí)，表示平衡臂兩側(cè)重量相等。平衡臂3的兩端對(duì)稱位置分別安裝有托盤架31，托盤架31以平衡臂3為中心對(duì)稱軸的兩端有秤盤架32，秤盤架32上有秤盤10、11、12、13 ;秤盤架32是圓環(huán)架，秤盤架上的秤盤的盤口有直徑大于圓環(huán)架的支撐圈。該設(shè)計(jì)的好處是，實(shí)現(xiàn)秤盤與秤盤架的快速分離，且秤盤底部無(wú)其他影響浮力的支撐物體。其中一個(gè)秤盤12下方有浸水槽20，浸水槽20被置空架8架起懸空，浸水槽20下方有集水槽21 ;平衡臂3上安裝有刻度尺4，刻度尺4上有游碼5，平衡臂3 —端安裝的平衡調(diào)節(jié)螺母9。
[0015]使用時(shí)，當(dāng)浸水盤20上方的秤盤12放置已知重量的重物，該秤盤12浸入盛滿水的浸水盤20中直至穩(wěn)定，浸水盤20中的水溢出到下方的集水盤21中，由于浸水槽20和集水槽21都有水量刻度線。該設(shè)計(jì)能夠更加方便的讀取水的體積及相應(yīng)的重量。之后，在平衡臂3的另一側(cè)秤盤10里添置砝碼，直到浸水盤20中的秤盤12剛好脫離水面后，將集水盤21中的水倒入與添置砝碼的秤盤10所在托盤架31上的另一個(gè)秤盤11中，配合平衡臂一端安裝的平衡調(diào)節(jié)螺母以及刻度尺上的游碼?？梢杂^察到指針指向支架上的標(biāo)尺的中心，實(shí)現(xiàn)平衡臂的再平衡，即:已知重物重量=將重物脫離水面的砝碼重量+集水盤中溢出水重量。從而驗(yàn)證了浮力公式的參數(shù)和大小以及浮力的方向是與重力反方向的特征。
[0016]該實(shí)施例中，平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿33，所述的拉桿深入所述的底座中，并通過拉條連接在一起。具體連接方式可以參見普通的托盤天平的安裝手冊(cè)，該設(shè)計(jì)能更好的實(shí)現(xiàn)天平的平衡狀態(tài)。平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿33上有制動(dòng)旋鈕34，制動(dòng)旋鈕34可在拉桿上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，即制動(dòng)旋鈕34不能通過底座I中的通孔，用于限制托盤架31的下降位移。該設(shè)計(jì)更好的保證了托盤架31下降的位移不會(huì)大于浸水盤20的深度，保證實(shí)驗(yàn)效果的穩(wěn)定性。
[0017]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮力演示儀，其特征在于:包括底座、安裝在底座上的支架，支架上連接有平衡臂，所述的平衡臂中間位置安裝有與平衡臂垂直的指針，所述的指針指向支架上的標(biāo)尺；所述的平衡臂的兩端對(duì)稱位置分別安裝有托盤架，所述的托盤架以平衡臂為中心對(duì)稱軸的兩端有秤盤架，所述的秤盤架上有秤盤；其中一個(gè)秤盤下方有浸水槽，所述的浸水槽下方有集水槽；所述的平衡臂上安裝有刻度尺，所述的刻度尺上有游碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮力演示儀，其特征在于:所述的秤盤架是圓環(huán)架，所述秤盤架上的秤盤的盤口有直徑大于圓環(huán)架的支撐圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮力演示儀，其特征在于:所述的浸水槽和集水槽都有水量刻度線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮力演示儀，其特征在于:所述平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿，所述的拉桿深入所述的底座中，并通過拉條連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種浮力演示儀，其特征在于:所述平衡臂兩端對(duì)稱位置的托盤架下端有拉桿上有制動(dòng)旋鈕，用于限制托盤架的下降位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮力演示儀，其特征在于:所述平衡臂的一端安裝有平衡調(diào)節(jié)螺母。
【專利摘要】一種浮力演示儀，利用傳統(tǒng)天平稱量物品的功能，將浮力演示應(yīng)用其中，對(duì)天平做出了本領(lǐng)域技術(shù)人易想不到的變化：在平衡臂的兩端各安置兩個(gè)秤盤，通過秤盤、浸水盤、集水盤的共同使用下，通過已知重物重量＝將重物脫離水面的砝碼重量+集水盤中溢出水重量的再平衡實(shí)驗(yàn)原理，驗(yàn)證了浮力公式的參數(shù)和大小以及浮力的方向是與重力反方向的特征，教學(xué)效果清晰明了。
【IPC分類】G09B23-12
【公開號(hào)】CN204516180
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520116871
【發(fā)明人】潘登易
【申請(qǐng)人】潘登易
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日